制造信息化(總體技術(shù))課件

製造資訊化總體技術(shù)

製造資訊化

總體技術(shù)現(xiàn)代集成製造的體系結(jié)構(gòu)2134現(xiàn)代集成製造的發(fā)展現(xiàn)代集成製造的概念概述56資訊系統(tǒng)建模工具製造資訊學(xué)

1概述蒸氣機(jī)/電機(jī)人的體力勞動(dòng)工業(yè)革命資訊技術(shù)人的腦力勞動(dòng)製造資訊化資訊知識(shí)決策利潤(rùn)

1概述資訊化、知識(shí)化製造製造過(guò)程物資產(chǎn)品廢品能量資訊硬體：物料/設(shè)備/工具/能源軟體：製造理論/加工工藝/管理理論/資訊人：技術(shù)人員、生產(chǎn)人員、管理人員製造過(guò)程是將製造資訊物化在原材料或毛坯上並使之轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品資訊的過(guò)程，採(cǎi)用不同的製造知識(shí)和工藝方法，將導(dǎo)致不同的材料和能量的轉(zhuǎn)換方式和利用效益。

1概述製造業(yè)資訊化

將資訊技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和製造技術(shù)結(jié)合，並應(yīng)用到企業(yè)產(chǎn)品生命週期全過(guò)程和企業(yè)運(yùn)行管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的過(guò)程。

特徵：製造資訊數(shù)位化製造過(guò)程數(shù)控化

1概述資訊流

網(wǎng)路系統(tǒng)資料庫(kù)系統(tǒng)品質(zhì)資訊管理系統(tǒng)管理資訊系統(tǒng)製造自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)資訊系統(tǒng)品質(zhì)資訊品質(zhì)管理資訊生產(chǎn)、物料、維護(hù)計(jì)畫(huà)生產(chǎn)、物料、設(shè)備資訊庫(kù)存、技術(shù)準(zhǔn)備計(jì)畫(huà)設(shè)備變更資訊產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝資訊零件、NC、工藝、工裝工藝/設(shè)備/可製造分析產(chǎn)品品質(zhì)要求品質(zhì)控制資訊生產(chǎn)、物料、維護(hù)計(jì)畫(huà)生產(chǎn)、物料、設(shè)備資訊工藝設(shè)備製造性零件NC工藝工裝設(shè)計(jì)工藝資訊庫(kù)存技術(shù)準(zhǔn)備計(jì)畫(huà)產(chǎn)品品質(zhì)要求品質(zhì)控制資訊品質(zhì)管理資訊品質(zhì)資訊產(chǎn)品品質(zhì)要求品質(zhì)控制資訊產(chǎn)品品質(zhì)要求品質(zhì)控制資訊供求資訊訂單物料採(cǎi)購(gòu)資訊物料採(cǎi)購(gòu)合同

1概述資訊流

生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析總體結(jié)構(gòu)決策概念設(shè)計(jì)方案決策設(shè)計(jì)任務(wù)規(guī)劃工藝設(shè)計(jì)過(guò)程仿真資源需求與分析設(shè)計(jì)流管理PDMERP市場(chǎng)客戶(hù)需求資訊產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程資訊流

1概述資訊流產(chǎn)品製造過(guò)程資訊流

工裝規(guī)劃與設(shè)計(jì)車(chē)間調(diào)度NC指令生成仿真生產(chǎn)作業(yè)計(jì)畫(huà)品質(zhì)控制資源需求與分析PPSPDMERP資源需求、工藝設(shè)計(jì)

2製造資訊學(xué)一、概念

製造資訊：製造確定性的表徵，反映了製造系統(tǒng)的有序化過(guò)程。包括：實(shí)施製造過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)法則客觀(guān)規(guī)律等技術(shù)措施協(xié)調(diào)生產(chǎn)環(huán)節(jié)相互關(guān)係的邏輯決策知識(shí)

製造資訊學(xué)：研究與製造活動(dòng)有關(guān)的資訊的本質(zhì)、特徵、計(jì)量、採(cǎi)集、傳遞、交換和儲(chǔ)存的基本理論和方法。

2製造資訊學(xué)二、體系結(jié)構(gòu)製造資訊學(xué)體系結(jié)構(gòu)製造資訊學(xué)定義製造資訊的分類(lèi)製造資訊學(xué)理論基礎(chǔ)製造資訊表示與建模製造資訊存儲(chǔ)與管理製造資訊共用與交換1、研究?jī)?nèi)容：製造過(guò)程的資訊集成、流動(dòng)和利用；製造活動(dòng)中人的經(jīng)驗(yàn)、技能、訣竅和知識(shí)的表達(dá)、傳遞和變換；非符號(hào)資訊表達(dá)；海量製造資訊的獲取、分析、規(guī)範(fàn)、存儲(chǔ)和保真機(jī)制；非完整製造資訊狀態(tài)下的生產(chǎn)決策；數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)和知識(shí)發(fā)現(xiàn)；分佈式製造資訊系統(tǒng)。

2製造資訊學(xué)二、體系結(jié)構(gòu)2、製造資訊的特點(diǎn)多態(tài)性結(jié)構(gòu)化資訊（工藝檔、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品零件表、生產(chǎn)計(jì)畫(huà)）非結(jié)構(gòu)化資訊（圖形檔、實(shí)體模型、NC程式、文本檔、專(zhuān)家知識(shí)、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)）結(jié)構(gòu)複雜性（難以用模型表示形式存儲(chǔ)和處理）分佈性和異構(gòu)性（分佈在各分系統(tǒng)；時(shí)間、環(huán)境、應(yīng)用目的的差異）即時(shí)性（即時(shí)加工和監(jiān)控）集成性

2製造資訊學(xué)二、體系結(jié)構(gòu)3、製造資訊分類(lèi)製造資訊表徵對(duì)象設(shè)計(jì)資訊加工資訊管理資訊表徵形式數(shù)字資訊文字資訊圖形資訊時(shí)間特徵動(dòng)態(tài)資訊靜態(tài)資訊瞬態(tài)資訊空間特徵全局資訊局部資訊公有資訊專(zhuān)有資訊生成方式手工輸入自動(dòng)生成半自動(dòng)生成結(jié)構(gòu)特徵結(jié)構(gòu)化資訊半結(jié)構(gòu)化資訊非結(jié)構(gòu)化資訊服務(wù)目的決策資訊服務(wù)資訊4、製造資訊學(xué)的理論基礎(chǔ)製造科學(xué)、資訊科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、控制科學(xué)、管理科學(xué)、數(shù)學(xué)建模理論

3現(xiàn)代集成製造的概念一、CIM的提出：

1973年美國(guó)Dr.Joseph?Harrington提出CIM哲理（ComputerIntegratedManufacturing)，2個(gè)要點(diǎn)：

1、企業(yè)的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是不可分割的，需要統(tǒng)一考慮2、整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)質(zhì)上也是對(duì)資訊的採(cǎi)集、傳遞和加工處理的過(guò)程，在企業(yè)中主要存在資訊流和物流這兩種運(yùn)動(dòng)過(guò)程，而物流又是受資訊流控制的。我們把此提升為：系統(tǒng)（整體）觀(guān)點(diǎn)和資訊觀(guān)點(diǎn)因此，通俗解釋為：用電腦通過(guò)資訊集成實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)製造，求得企業(yè)的總體效益

3現(xiàn)代集成製造的概念85年德國(guó)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)委員會(huì)（AWF）提出CIM的推薦定義：“CIM是指在所有與生產(chǎn)有關(guān)的企業(yè)部門(mén)中集成地採(cǎi)用電子數(shù)據(jù)處理。CIM包括了在生產(chǎn)計(jì)畫(huà)與控制（PPC）、電腦輔助設(shè)計(jì)（CAD）、電腦輔助工藝規(guī)劃（CAPP）、電腦輔助製造（CAM）、電腦輔助品質(zhì)管理（CAQ）之間資訊技術(shù)上的協(xié)同工作，其中為生產(chǎn)產(chǎn)品所必需的各種技術(shù)功能和管理功能應(yīng)實(shí)現(xiàn)集成?！?8年-89年863/CIMS專(zhuān)家組認(rèn)為：“CIM是未來(lái)工廠(chǎng)自動(dòng)化的一種模式。它把以往企業(yè)內(nèi)相互分離的技術(shù)（如CAD、CAM、FMC、MRPⅡ…）和人員（各部門(mén)、各級(jí)別），通過(guò)電腦有機(jī)地綜合起來(lái)，使企業(yè)內(nèi)部各種活動(dòng)高速度、有節(jié)奏、靈活和相互協(xié)調(diào)地進(jìn)行，以提高企業(yè)對(duì)多變競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的適應(yīng)能力，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益取得持續(xù)穩(wěn)步的發(fā)展”

3電腦集成製造的概念90年IBM：“應(yīng)用資訊技術(shù)提高組織的生產(chǎn)率和回應(yīng)能力”91年日本能率協(xié)會(huì)提出：“為實(shí)現(xiàn)企業(yè)適應(yīng)今後企業(yè)環(huán)境的經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略，有必要從銷(xiāo)售市場(chǎng)開(kāi)始，對(duì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、物流、服務(wù)進(jìn)行整體優(yōu)化組合，CIMS是以資訊作為媒介，用電腦把企業(yè)活動(dòng)中多種業(yè)務(wù)領(lǐng)域及其職能集成起來(lái)，追求整體效益的新型生產(chǎn)系統(tǒng)”。歐共體CIM/OSA：“CIM是資訊技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，旨在提高製造型企業(yè)的生產(chǎn)率和回應(yīng)能力，由此，企業(yè)的所有功能、資訊和組織管理方面都是集成起來(lái)的整體的各個(gè)部分”。

3現(xiàn)代集成製造的概念863/CIMS的定義“CIM作為一種組織、管理與進(jìn)行企業(yè)生產(chǎn)的哲理，將資訊技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)和製造技術(shù)相結(jié)合，並應(yīng)用於企業(yè)產(chǎn)品全生命週期（從市場(chǎng)需求分析到最終報(bào)廢處理）的各個(gè)階段。通過(guò)資訊集成、過(guò)程優(yōu)化及資源優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)物流、資訊流、價(jià)值流的集成和優(yōu)化運(yùn)行達(dá)到人（組織、管理）、經(jīng)營(yíng)和技術(shù)三要素的集成。以加強(qiáng)企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的T（技術(shù)）、Q（品質(zhì)）、C（成本）、S（服務(wù)）、E（環(huán)境），從而提高企業(yè)的市場(chǎng)應(yīng)變能力和競(jìng)爭(zhēng)能力?！盋IMS的定義：基於CIM哲理組成的系統(tǒng)，是CIM哲理的實(shí)現(xiàn)。

3現(xiàn)代集成製造的概念CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)的哲理。其目的是使企業(yè)達(dá)到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏(yíng)得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。因此，CIM/CIMS不是企業(yè)的目標(biāo)，而是達(dá)到企業(yè)目標(biāo)的手段之一；企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)是一個(gè)不可分的整體，要以系統(tǒng)的觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。此處的優(yōu)化是指對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程各階段活動(dòng)中有關(guān)人/組織、經(jīng)營(yíng)管理和技術(shù)三要素及其資訊流、物流和價(jià)值流有機(jī)集成並優(yōu)化；CIM技術(shù)是傳統(tǒng)的製造技術(shù)與現(xiàn)代資訊技術(shù)、管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等的有機(jī)結(jié)合，其包括總體技術(shù)、支撐技術(shù)、設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)、製造自動(dòng)化技術(shù)和管理自動(dòng)化技術(shù)；CIMS的主要特點(diǎn)是電腦化、資訊化、智能化、集成優(yōu)化，CIM哲理和相關(guān)技術(shù)既可用於離散型製造業(yè)，也可用於流程和混合型製造業(yè)；CIM是生產(chǎn)力發(fā)展的必然結(jié)果；CIM不是排他的，如CIM與LP。對(duì)CIM和CIMS的進(jìn)一步說(shuō)明3現(xiàn)代集成製造的概念二、集成的概念電腦集成系統(tǒng)的核心是集成集合不等於集成，集成要比集合更高一個(gè)層次。集成不是將各種電腦和設(shè)備簡(jiǎn)單地連接和拼湊，而是要通過(guò)資訊集成將原來(lái)沒(méi)有聯(lián)繫或聯(lián)繫不緊密的單元有機(jī)地組合成為功能協(xié)調(diào)的，互相緊密聯(lián)繫的新系統(tǒng)。

集成的特徵：1、人員和組織集成，管理者、設(shè)計(jì)者、製造者、保障者（品質(zhì)、銷(xiāo)售、服務(wù)）2、資訊集成：產(chǎn)品生命週期中各類(lèi)資訊的獲取、表示、處理和操作工具集成為一體。（產(chǎn)品資訊模型PIM產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型PDM）3、技術(shù)集成：產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全過(guò)程中涉及的多學(xué)科知識(shí)，以及各種技術(shù)、方法、知識(shí)庫(kù)、方法庫(kù)。4、功能集成：企業(yè)各部門(mén)功能、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與外部協(xié)作企業(yè)間功能3現(xiàn)代集成製造的概念

物理系統(tǒng)互連數(shù)據(jù)交換規(guī)則與慣例系統(tǒng)內(nèi)部通訊物理系統(tǒng)集成公共（共用）數(shù)據(jù)資源公共服務(wù)執(zhí)行環(huán)境可移式應(yīng)用與分佈系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)集成生產(chǎn)和過(guò)程仿真自動(dòng)化的經(jīng)營(yíng)過(guò)程監(jiān)控基於知識(shí)的決策支持人的集成經(jīng)營(yíng)集成三、CIMS集成的層次單項(xiàng)技術(shù)（自動(dòng)化孤島）聯(lián)繫起來(lái)相互交換資訊和數(shù)據(jù)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部各種應(yīng)用軟體的集成CIMS的最高階段即人的集成。CIMS阻力的70%來(lái)源於人，11%對(duì)成本的評(píng)估，9%的技術(shù)元件.3現(xiàn)代集成製造的概念四、集成發(fā)展階段19851995199921世紀(jì)資訊集成企業(yè)集成製造網(wǎng)路過(guò)程集成3現(xiàn)代集成製造的概念四、集成發(fā)展階段1、資訊集成自動(dòng)化孤島CAD生產(chǎn)管理CAPP/CAM財(cái)務(wù)管理3現(xiàn)代集成製造的概念解決企業(yè)中各個(gè)自動(dòng)化孤島之間的資訊交換與共享

A、企業(yè)建模、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、軟體工具和規(guī)範(fàn)。解決了一個(gè)製造企業(yè)的物流、資訊流、價(jià)值流（如資金流）、決策流的關(guān)係，這是企業(yè)資訊集成的基礎(chǔ)。

B、異構(gòu)環(huán)境下的資訊集成。◆不同通信協(xié)議的共存及向ISO／0SI的過(guò)渡?！舨煌Y料庫(kù)的相互訪(fǎng)問(wèn)?！舨煌逃脩?yīng)用軟體之間的介面。3現(xiàn)代集成製造的概念將“自動(dòng)化孤島”集成在一起3現(xiàn)代集成製造的概念應(yīng)用應(yīng)用服務(wù)功能系統(tǒng)服務(wù)功能應(yīng)用應(yīng)用服務(wù)功能系統(tǒng)服務(wù)功能應(yīng)用應(yīng)用服務(wù)功能系統(tǒng)服務(wù)功能操

作

系

統(tǒng)硬

件

平

臺(tái)(a)傳統(tǒng)的軟體編程方式應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用使能器系統(tǒng)使能器操

作

系

統(tǒng)硬

件

平

臺(tái)特定應(yīng)用編程介面與工具通用編程介面通信服務(wù)資訊服務(wù)功能服務(wù)異構(gòu)分佈計(jì)算環(huán)境異構(gòu)操作系統(tǒng)、網(wǎng)路協(xié)議中件(b)早期集成平臺(tái)結(jié)構(gòu)(c)當(dāng)今集成平臺(tái)結(jié)構(gòu)應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用3現(xiàn)代集成製造的概念2、過(guò)程集成

解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的重建，過(guò)程優(yōu)化技術(shù)：

◆過(guò)程重建及建模：產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程的重構(gòu)和建模，即將原來(lái)的串行作業(yè)過(guò)程，盡可能地轉(zhuǎn)變?yōu)閬K行作業(yè)，建立模型。

規(guī)劃車(chē)型設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)財(cái)務(wù).會(huì)計(jì)Finance/Accounting開(kāi)發(fā)期LengthofDevelopmentTime規(guī)劃Planning

車(chē)形設(shè)計(jì)

Stylingdesign

Engineering產(chǎn)品設(shè)計(jì)DesignPrototypeFabrication&Testing試製評(píng)價(jià)

Productionengineering生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)

Production零部件廠(chǎng)家Partssuppliers

ProductionengineeringProduction規(guī)劃Planning車(chē)形設(shè)計(jì)Stylingdesign產(chǎn)品設(shè)計(jì)EngineeringDesign試製.評(píng)價(jià)PrototypeFabrication&Testing生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)試製評(píng)價(jià)豐田汽車(chē)公司的並行工程系統(tǒng)3現(xiàn)代集成製造的概念◆組織重建及建模：組成支持並行作業(yè)的多學(xué)科的協(xié)同工作小組，以及電腦網(wǎng)絡(luò)（往往是廣域網(wǎng)）支持下的協(xié)同工作環(huán)境（CSCW）和PDM，它可以提供異地設(shè)計(jì)人員在同一時(shí)間一對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)和修改，進(jìn)而支持異地互操作。

◆並行工程的工具：如基於CAX（CAD、CAPP、CAM）的DFA、DFM（DesignForAssembly，DesignForManufacturing）等。3現(xiàn)代集成製造的概念傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)面向功能的組織結(jié)構(gòu)銷(xiāo)售部門(mén)製造部門(mén)技術(shù)部門(mén)3現(xiàn)代集成製造的概念現(xiàn)代的組織結(jié)構(gòu)面向過(guò)程的組織結(jié)構(gòu)Teamwork3現(xiàn)代集成製造的概念3、企業(yè)集成

兩頭大、中間小小而全、大而全兩頭小、中間大動(dòng)態(tài)企業(yè)聯(lián)盟企業(yè)敏捷性3現(xiàn)代集成製造的概念3、企業(yè)集成

企業(yè)外部資源的優(yōu)化利用，適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)、全球經(jīng)濟(jì)、全球製造的新形勢(shì)

◆支持敏捷製造的使能技術(shù)。美國(guó)的

TEAM計(jì)畫(huà)（即TechnologyEnablingAgileManufacturing）針對(duì)航太、電子、機(jī)械三類(lèi)行業(yè)的敏捷製造提供使能技術(shù)。使能技術(shù)包括了資源共用、資訊服務(wù)虛擬製造、並行工程、建模／仿真和人工智慧等。

◆資源優(yōu)化，包括供應(yīng)鏈的建模和管理。集成化、網(wǎng)路化、數(shù)位化、虛擬化以及智能化是改變傳統(tǒng)製造系統(tǒng)，使之成為資訊時(shí)代、知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的先進(jìn)製造系統(tǒng)的最主要的內(nèi)容。

集成化：經(jīng)歷了資訊集成--過(guò)程集成--企業(yè)集成；

網(wǎng)路化：經(jīng)歷了局域網(wǎng)--廣域網(wǎng)--Internet／Intranet／Extranet；

數(shù)位化：從部件的數(shù)位化定義到產(chǎn)品的全數(shù)字化模型；

虛擬化：從二維的仿真到三維的動(dòng)畫(huà)。

智能技術(shù)：從一開(kāi)始便被引人到CIMS的設(shè)計(jì)、管理、調(diào)度等知識(shí)表示和決策優(yōu)化中。4現(xiàn)代集成製造的體系結(jié)構(gòu)管理信息分系統(tǒng)MIS質(zhì)量保證分系統(tǒng)CAQ工程設(shè)計(jì)分系統(tǒng)CAD/CAE/CAM製造自動(dòng)化分系統(tǒng)MAS資料庫(kù)分系統(tǒng)DBS網(wǎng)路分系統(tǒng)NETS支撐分系統(tǒng)應(yīng)用分系統(tǒng)市場(chǎng)資訊技術(shù)資訊服務(wù)資訊一、組成4現(xiàn)代集成製造的體系結(jié)構(gòu)二、圓輪圖網(wǎng)路和資料庫(kù)MIS管理品質(zhì)控制CAD/CAE/CAM製造自動(dòng)化Result(結(jié)果)Logic(概念）Action(行為)Idea(主意)CIMS第一版的圓輪圖4現(xiàn)代集成製造的體系結(jié)構(gòu)二、圓輪圖集成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)CIMS第二版的圓輪圖信息資源管理與通訊共享數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)分析與仿真檔歸檔品質(zhì)管理與規(guī)劃調(diào)度物料車(chē)間物料運(yùn)輸裝配檢測(cè)物料處理工廠(chǎng)自動(dòng)化制造計(jì)劃與控制產(chǎn)品與過(guò)程財(cái)務(wù)戰(zhàn)略規(guī)劃市場(chǎng)交易造制管理及人力資源管理4現(xiàn)代集成製造的體系結(jié)構(gòu)二、圓輪圖客戶(hù)CIMS第三版的圓輪圖人員與組織全球組織客戶(hù)支持制造產(chǎn)品與工藝雇員責(zé)任市場(chǎng)交易物人料工具資訊技術(shù)供應(yīng)銷(xiāo)售管道銷(xiāo)售和促銷(xiāo)顧客服務(wù)生命周期過(guò)渡系統(tǒng)設(shè)計(jì)企業(yè)定義零部件設(shè)計(jì)不斷改進(jìn)檔和發(fā)佈資源規(guī)劃經(jīng)營(yíng)計(jì)畫(huà)零部件製造組裝和測(cè)試物料管理共享知識(shí)系統(tǒng)商資源投資者團(tuán)體規(guī)章倫理環(huán)境制造業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施制造業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施5現(xiàn)代集成製造的體系結(jié)構(gòu)二、圓輪圖4現(xiàn)代集成製造的體系結(jié)構(gòu)三、體系結(jié)構(gòu)CIM體系結(jié)構(gòu)定義為一組不同層次的各種視圖模型的集合

CIM-OSA就是歐洲ESPRIT計(jì)畫(huà)中一個(gè)由來(lái)自多個(gè)國(guó)家的22個(gè)公司、研究所和大學(xué)組成的集團(tuán)AMICE所開(kāi)發(fā)的，它由一個(gè)三個(gè)座標(biāo)的立方體表示逐步具體化：描述了從形成基本建造塊到建立用於各種類(lèi)型工業(yè)的部分通用模型，再到最後建立特定企業(yè)的專(zhuān)用模型的建模過(guò)程。逐步推導(dǎo)：提供了CIM開(kāi)發(fā)的生命週期中不同階段的模型描述。逐步生成：用四個(gè)視圖，即功能、資訊、資源和組織，來(lái)建立了總系統(tǒng)各個(gè)方面的模型。

4現(xiàn)代集成製造的體系結(jié)構(gòu)組織模型組織模型組織模型資源視圖資源視圖資源視圖資訊視圖資訊視圖資訊視圖通用設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模組功能視圖通用企業(yè)需求結(jié)構(gòu)模組功能視圖部分通用企業(yè)需求模組功能視圖專(zhuān)用企業(yè)需求模組部分通用設(shè)計(jì)模組專(zhuān)用設(shè)計(jì)說(shuō)明模組通用實(shí)施結(jié)構(gòu)模組部分通用實(shí)施模組專(zhuān)用實(shí)施描述模組實(shí)施描述層設(shè)計(jì)說(shuō)明層需求定義層組織模型組織模型組織模型資源視圖資源視圖資源視圖資訊視圖資訊視圖資訊視圖通用設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模組功能視圖通用企業(yè)需求結(jié)構(gòu)模組功能視圖部分通用企業(yè)需求模組功能視圖專(zhuān)用企業(yè)需求模組部分通用設(shè)計(jì)模組專(zhuān)用設(shè)計(jì)說(shuō)明模組通用實(shí)施結(jié)構(gòu)模組部分通用實(shí)施模組專(zhuān)用實(shí)施描述模組組織模型資源視圖資訊視圖功能視圖通用建模層部分通用建模層專(zhuān)用建模層逐步推導(dǎo)逐步具體化逐步生成CIM開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)模型中是面向CIMS開(kāi)發(fā)過(guò)程，按生命週期法展開(kāi)的4電腦集成製造的體系結(jié)構(gòu)1、CIM-OSA結(jié)構(gòu)層次

通用建模層部分通用建模層專(zhuān)用建模層通用層是CIM-OSA基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成成分（通用構(gòu)構(gòu)造模組）的一種參考目錄，包括元件、約束規(guī)則、術(shù)語(yǔ)、服務(wù)功能和協(xié)議等。部分通用層是CIM-OSA建立工業(yè)需求集的主要手段，也是建立各種專(zhuān)用結(jié)構(gòu)的實(shí)用工具。部分通用層有一整套適用於各類(lèi)製造企業(yè)的部分通用結(jié)構(gòu)模型，包括按照工業(yè)類(lèi)型、不同行業(yè)、企業(yè)規(guī)模等不同類(lèi)的各類(lèi)典型結(jié)構(gòu)。專(zhuān)用結(jié)構(gòu)層的專(zhuān)用結(jié)構(gòu)是參考結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)企業(yè)的特定要求，在部分通用層的各種參考結(jié)構(gòu)中進(jìn)行選擇或具體化（instantiation）來(lái)構(gòu)成的。4電腦集成製造的體系結(jié)構(gòu)1、CIM-OSA

結(jié)構(gòu)層次圖4.2參考結(jié)構(gòu)和專(zhuān)用結(jié)構(gòu)通用層結(jié)構(gòu)和宏大的部分通用層結(jié)構(gòu)構(gòu)成了一個(gè)參考結(jié)構(gòu)庫(kù)，庫(kù)內(nèi)參考結(jié)構(gòu)的多少很大程度上取決於部分通用層中結(jié)構(gòu)模型的多少，這些根據(jù)不同類(lèi)別劃分的模型和以企業(yè)加工產(chǎn)品類(lèi)型劃分得到的模型，就其數(shù)據(jù)量來(lái)說(shuō)是很大的，因此CIM-OSA的研究中，建立部分通用層參考結(jié)構(gòu)模型物工作量是十分巨大的。4電腦集成製造的體系結(jié)構(gòu)1、CIM-OSA實(shí)施描述建模層次圖4.3ICM-OSA建模層次和過(guò)程需求定義模型包括了許多以視圖表示的基本經(jīng)營(yíng)內(nèi)容（目標(biāo)、功能、規(guī)則、約束、資訊和材料、資源和組織等），所有這些內(nèi)容都要準(zhǔn)確地反映在最後的實(shí)施描述模型中。設(shè)計(jì)說(shuō)明建模層提供了對(duì)在企業(yè)需求定義模型中收集到的需求通過(guò)CIM系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和邏輯重構(gòu)的描述方法，這是一個(gè)無(wú)冗餘的、面向系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)需求描述。實(shí)施描述建模層提供了各種方法，把設(shè)計(jì)說(shuō)明建模層的內(nèi)容轉(zhuǎn)變成CIM系統(tǒng)中所有被選定的元個(gè)的完整的系統(tǒng)說(shuō)明。4電腦集成製造的體系結(jié)構(gòu)1、CIM-OSA實(shí)施描述建模層次圖4.3ICM-OSA建模層次和過(guò)程

功能視圖——指功能和特性結(jié)構(gòu)；

資訊視圖——指資訊結(jié)構(gòu)（從經(jīng)營(yíng)用戶(hù)的觀(guān)點(diǎn)所需的資訊）；

資源視圖——指資源組織；組織視圖——指組織結(jié)構(gòu)。

功能視圖——經(jīng)營(yíng)過(guò)程和企業(yè)活動(dòng)的組成及優(yōu)化組合；

資訊視圖——住處的組成及非冗餘的組合；

資源視圖——資源的邏輯組成；組織視圖——經(jīng)營(yíng)職責(zé)的邏輯組合。功能視圖——經(jīng)營(yíng)過(guò)程和企業(yè)活動(dòng)工能的運(yùn)行結(jié)構(gòu)；資訊視圖——企業(yè)資訊的運(yùn)行結(jié)構(gòu)；資源視圖——企業(yè)資源的運(yùn)行結(jié)構(gòu)（包括實(shí)施元件的規(guī)格說(shuō)明）；組織視圖——企業(yè)職責(zé)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)。4電腦集成製造的體系結(jié)構(gòu)1、CIM-OSA實(shí)施描述建模層次

資訊技術(shù)：用於企業(yè)所有活動(dòng)的數(shù)據(jù)據(jù)處理和分配。它包括應(yīng)用程式和CIM-OSA集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，和所有支持應(yīng)用軟體運(yùn)行的CIM-OSA服務(wù)。它在保持應(yīng)用程式和硬體相互獨(dú)立的同時(shí)，允許應(yīng)用軟體在主機(jī)硬體上運(yùn)行。製造技術(shù)：用以處理物料、裝配產(chǎn)品、包裝和運(yùn)輸產(chǎn)品。同時(shí)它還包手人及其工作計(jì)畫(huà)、機(jī)器及其所需的控制程式。圖4.4實(shí)施描述模型的內(nèi)容圖4.5實(shí)施描述模型技術(shù)的元件4電腦集成製造的體系結(jié)構(gòu)1、CIM-OSA視圖層

CIM-OSA結(jié)構(gòu)構(gòu)成4電腦集成製造的體系結(jié)構(gòu)1、CIM-OSA功能視圖結(jié)構(gòu)關(guān)係4電腦集成製造的體系結(jié)構(gòu)1、CIM-OSA需求定義建模層上資訊視圖結(jié)構(gòu)4電腦集成製造的體系結(jié)構(gòu)1、CIM-OSA設(shè)計(jì)說(shuō)明建模層上的資訊視圖結(jié)構(gòu)實(shí)施描述建模層上的資訊視圖結(jié)構(gòu)4現(xiàn)代集成製造的體系結(jié)構(gòu)工廠(chǎng)加工車(chē)間裝配車(chē)間1#單元N#單元銑削工作站檢驗(yàn)工作站物料儲(chǔ)運(yùn)工作站機(jī)器人銑床存儲(chǔ)器機(jī)器人檢驗(yàn)機(jī)存儲(chǔ)器機(jī)器人小車(chē)傳送器工廠(chǎng)層車(chē)間層單元層工作站層設(shè)備層4現(xiàn)代集成製造的體系結(jié)構(gòu)工廠(chǎng)層車(chē)間層單元層工作站層設(shè)備層決策層管理層調(diào)度層過(guò)程控制層設(shè)備控制層決策層管理層執(zhí)行層離散製造流程製造普遍結(jié)構(gòu)企業(yè)的管理控制職能一般都是按遞階層次展開(kāi)的自上而下，涉及範(fàn)圍越來(lái)越小，工作內(nèi)容越來(lái)越細(xì)，時(shí)標(biāo)越來(lái)越短，即時(shí)性要求越來(lái)越高。上層傳給下層的是控制資訊或指令資訊，下層傳給上層的是狀態(tài)回饋資訊或指令執(zhí)行情況彙報(bào)資訊。按遞階結(jié)構(gòu)，資訊不能越級(jí)傳遞。4現(xiàn)代集成製造的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用軟體的運(yùn)行依次在集成平臺(tái)、資料庫(kù)系統(tǒng)、電腦系統(tǒng)支持下實(shí)現(xiàn)。集成則是通過(guò)網(wǎng)路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電腦系統(tǒng)間的互聯(lián)，在網(wǎng)路系統(tǒng)的支持下，實(shí)現(xiàn)資料庫(kù)系統(tǒng)的互聯(lián)，形成分佈式資料庫(kù)系統(tǒng)，再支持集成平臺(tái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟體間的集成。集成平臺(tái)IntegratedPlatform應(yīng)用軟體應(yīng)用軟體分佈資料庫(kù)系統(tǒng)資料庫(kù)系統(tǒng)資料庫(kù)系統(tǒng)網(wǎng)路電腦系統(tǒng)電腦系統(tǒng)應(yīng)用軟體層集成平臺(tái)層資料庫(kù)層網(wǎng)路層電腦層4現(xiàn)代集成製造的體系結(jié)構(gòu)工廠(chǎng)層車(chē)間層單元層工作站層設(shè)備層生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策分系統(tǒng)CAD/CAPP/CAM分系統(tǒng)製造自動(dòng)化分系統(tǒng)品質(zhì)資訊分系統(tǒng)使能器資料庫(kù)網(wǎng)路電腦使能器層是在網(wǎng)路和數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上增加的集成平臺(tái)。如沒(méi)有集成平臺(tái)層亦可直接在網(wǎng)路資料庫(kù)上進(jìn)行系統(tǒng)集成。

清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系製造工程研究所TsinghuaUniversity4CIMS組成及體系結(jié)構(gòu)--國(guó)內(nèi)CIMS應(yīng)用企業(yè)體系結(jié)構(gòu)北京機(jī)電研究院CIMS體系結(jié)構(gòu)清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系製造工程研究所TsinghuaUniversity網(wǎng)路分系統(tǒng)資料庫(kù)分系統(tǒng)MIS分系統(tǒng)EDS分系統(tǒng)QAS分系統(tǒng)MAS分系統(tǒng)IM分系統(tǒng)嘉陵CIMS體系結(jié)構(gòu)4CIMS組成及體系結(jié)構(gòu)--國(guó)內(nèi)CIMS應(yīng)用企業(yè)體系結(jié)構(gòu)清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系製造工程研究所TsinghuaUniversity昆明機(jī)床股份公司CIMS體系結(jié)構(gòu)4CIMS組成及體系結(jié)構(gòu)--國(guó)內(nèi)CIMS應(yīng)用企業(yè)體系結(jié)構(gòu)清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系製造工程研究所TsinghuaUniversity昆明機(jī)床股份公司CIMS層次結(jié)構(gòu)4CIMS組成及體系結(jié)構(gòu)--國(guó)內(nèi)CIMS應(yīng)用企業(yè)體系結(jié)構(gòu)清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系製造工程研究所TsinghuaUniversity昆明機(jī)床股份公司CIMS電腦層次結(jié)構(gòu)4CIMS組成及體系結(jié)構(gòu)--國(guó)內(nèi)CIMS應(yīng)用企業(yè)體系結(jié)構(gòu)清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系製造工程研究所TsinghuaUniversity電子模組CIMS電腦體系結(jié)構(gòu)PDM環(huán)境用戶(hù)介面（PDM分系統(tǒng)）網(wǎng)路資料庫(kù)分系統(tǒng)（NDS）共用資料庫(kù)分系統(tǒng)局部資料庫(kù)PDM資料庫(kù)介面工具（PDM分系統(tǒng)）PDM分系統(tǒng)生產(chǎn)管理分系統(tǒng)（PMS）產(chǎn)品設(shè)計(jì)分系統(tǒng)(DS)產(chǎn)品製造分系統(tǒng)(MS)品質(zhì)保證分系統(tǒng)(QS)工藝人員設(shè)計(jì)人員管理人員。。。。4CIMS組成及體系結(jié)構(gòu)--國(guó)內(nèi)CIMS應(yīng)用企業(yè)體系結(jié)構(gòu)清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系製造工程研究所TsinghuaUniversity電子模組CIMS電腦邏輯結(jié)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)（DS）分系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度與控制生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)品製造（MS）分系統(tǒng)品質(zhì)管理與控制檢測(cè)設(shè)備品質(zhì)保證(QS)分系統(tǒng)生產(chǎn)管理（PMS）分系統(tǒng)經(jīng)營(yíng)管理層技術(shù)層執(zhí)行層設(shè)備層4CIMS組成及體系結(jié)構(gòu)--國(guó)內(nèi)CIMS應(yīng)用企業(yè)體系結(jié)構(gòu)清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系製造工程研究所TsinghuaUniversity4CIMS組成及體系結(jié)構(gòu)--國(guó)內(nèi)CIMS應(yīng)用企業(yè)體系結(jié)構(gòu)清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系製造工程研究所TsinghuaUniversity4CIMS組成及體系結(jié)構(gòu)--國(guó)內(nèi)CIMS應(yīng)用企業(yè)體系結(jié)構(gòu)清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系製造工程研究所TsinghuaUniversity4CIMS組成及體系結(jié)構(gòu)--國(guó)內(nèi)CIMS應(yīng)用企業(yè)體系結(jié)構(gòu)清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系製造工程研究所TsinghuaUniversity4CIMS組成及體系結(jié)構(gòu)--國(guó)內(nèi)CIMS應(yīng)用企業(yè)體系結(jié)構(gòu)清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系製造工程研究所TsinghuaUniversity4CIMS組成及體系結(jié)構(gòu)--國(guó)內(nèi)CIMS應(yīng)用企業(yè)體系結(jié)構(gòu)5電腦集成製造的發(fā)展1)基於網(wǎng)路的設(shè)計(jì)和製造2)協(xié)同工作技術(shù)3)基於虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬製造4)敏捷製造的使能技術(shù)5)各種新的製造模式和管理模式（如大批量定制生產(chǎn)模式等）6)多代理系統(tǒng)、分佈人工智慧技術(shù)7)快速原型製造技術(shù)8)PDM技術(shù)及應(yīng)用集成平臺(tái)和框架9)企業(yè)建模和優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)（動(dòng)態(tài)企業(yè)建模、敏捷企業(yè)建模等）10)可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、製造及回收技術(shù)11)新型數(shù)控和工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)及其產(chǎn)業(yè)化12)CAD/CAM、ERP的產(chǎn)業(yè)化6資訊系統(tǒng)建模工具1、IDEF方法

IDEF：是1981年美國(guó)空軍公佈的ICAM（integratedcomputeraidedmanufacturing）工程中用了名為“IDEF”的方法，是ICAMDEFinitionmethod的縮寫(xiě)。IDEF0功能模型IDEF9經(jīng)營(yíng)約束的發(fā)現(xiàn)IDEF1X數(shù)據(jù)模型場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)資訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)IDEF2仿真模型設(shè)計(jì)IDEF10資訊製品建模IDEF3過(guò)程描述獲取實(shí)施體系結(jié)構(gòu)建模IDEF4面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)IDEF11資訊工具建模IDEF5本體論描述獲取IDEF12組織設(shè)計(jì)IDEF6設(shè)計(jì)原理獲取組織建模IDEF7資訊系統(tǒng)審定IDEF13三模式映射設(shè)計(jì)IDEF8人與系統(tǒng)介面設(shè)計(jì)IDEF14網(wǎng)路設(shè)計(jì)用戶(hù)介面建模7資訊系統(tǒng)建模工具2、IDEF0方法

系統(tǒng)12341234活動(dòng)輸入I控制C輸出O機(jī)制MA0圖A3圖6資訊系統(tǒng)建模工具2、IDEF0方法

毛坯藍(lán)圖成品零件工人調(diào)度表工單切屑刀機(jī)床製造零件雞蛋時(shí)間油溫美味荷包蛋爐鍋煎雞蛋油、調(diào)料6資訊系統(tǒng)建模工具

2、IDEF0方法以嘉陵摩托CIMS工程為例：

A-0圖A0圖

A1圖A2圖A3圖A4圖A5圖6資訊系統(tǒng)建模工具3、IDEF1X方法資訊組成：數(shù)據(jù)管理的著眼點(diǎn)應(yīng)該放在與數(shù)據(jù)有關(guān)的含義上；資訊是為某個(gè)特定目的或在一定範(fàn)圍內(nèi)聚合起來(lái)的數(shù)據(jù)集；管理資訊資源的策略應(yīng)該放在管理數(shù)據(jù)被應(yīng)用於事件的含義上。資訊數(shù)據(jù)含義事實(shí)外部模式（用戶(hù)視圖）內(nèi)部模式（電腦視圖）6資訊系統(tǒng)建模工具3、IDEF1X方法數(shù)據(jù)三模式：外部模式（用戶(hù)視圖）內(nèi)部模式（電腦視圖）概念模式（邏輯視圖）6資訊系統(tǒng)建模工具3、IDEF1X方法實(shí)體：獨(dú)立實(shí)體、從屬實(shí)體聯(lián)繫：可標(biāo)定聯(lián)繫、非標(biāo)定聯(lián)繫、分類(lèi)聯(lián)繫、非確定聯(lián)繫實(shí)體名/實(shí)體號(hào)實(shí)體名/實(shí)體號(hào)零件/N01工藝/N046資訊系統(tǒng)建模工具3、IDEF1X方法可標(biāo)定聯(lián)繫實(shí)體-A/1實(shí)體-B/2關(guān)鍵字屬性--A關(guān)鍵字屬性—A（FK）關(guān)鍵字屬性關(guān)係名父實(shí)體子實(shí)體從父實(shí)體到子實(shí)體的關(guān)係名確定關(guān)係零件/1工藝/2零件代碼零件代碼（FK）工序號(hào)有6資訊系統(tǒng)建模工具3、IDEF1X方法非標(biāo)定聯(lián)繫實(shí)體-A/1實(shí)體-B/2關(guān)鍵字屬性--A關(guān)鍵字屬性—A（FK）關(guān)鍵字屬性關(guān)係名父實(shí)體子實(shí)體從父實(shí)體到子實(shí)體的關(guān)係名非標(biāo)定關(guān)係零件/1工藝/2零件代碼零件代碼（FK）工序號(hào)有設(shè)備代碼使用設(shè)備/36資訊系統(tǒng)建